JP6608602B2 - シリカ配合ゴム組成物用添加剤組成物、ゴム組成物及びタイヤ - Google Patents
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Description
以上の背景から、ゴム組成物にシリカを配合することが、年々増加傾向にあり、シリカを配合したゴム組成物は、ヒステリシスロスが小さく(即ち、低ロス性に優れ)、ヒステリシスロスが小さいゴム組成物をタイヤに適用することで、タイヤの転がり抵抗を低減することができる。また、シリカを配合したゴム組成物をタイヤのトレッドゴムに適用することで、タイヤの湿潤路面でのグリップ性能を向上させることもできる。しかしながら、シリカは、ゴム組成物中で凝集するため、加工性(作業性)に問題がある。
これに対し、ゴム組成物中でのシリカの分散性を改良し、加工性を改善する薬品として、国際公開第2014/098155号(特許文献1)に記載のようなグリセリン脂肪酸エステル等が開発されている。
また、本発明は、転がり抵抗が小さく、破壊特性に優れたタイヤを提供することを更なる課題とする。
以下に、本発明のシリカ配合ゴム組成物用添加剤組成物を、その実施形態に基づき、詳細に説明する。
本発明のシリカ配合ゴム組成物用添加剤組成物は、グリセリン脂肪酸エステルからなり、該グリセリン脂肪酸エステルが、グリセリンと、2種以上の脂肪酸とのエステルであって、該グリセリン脂肪酸エステルを構成する2種以上の脂肪酸のうち、最も多い脂肪酸成分が全脂肪酸に対して10〜90質量%であり、さらにモノエステル成分をグリセリン脂肪酸エステルに対し50〜100質量%含むことを特徴とする。
次に、本発明のゴム組成物を、その実施形態に基づき、詳細に説明する。
本発明のゴム組成物は、ジエン系ゴムと、シリカと、上述したシリカ配合ゴム組成物用添加剤組成物とを含むことを特徴とする。本発明のゴム組成物においては、シリカ配合ゴム組成物用添加剤組成物を構成する、グリセリンと2種以上の脂肪酸とのエステルであるグリセリン脂肪酸エステルが、ゴム組成物中のシリカの分散性を向上させるため、加工性に優れる。また、ゴム組成物中のシリカの分散性が高いため、シリカの配合効果が十分に発揮されて、低ロス性、破壊特性にも優れる。
本発明のタイヤは、上述したゴム組成物を用いたことを特徴とする。本発明のタイヤは、前記ゴム組成物が用いられているため、転がり抵抗が小さく、破壊特性に優れる。ここで、前記ゴム組成物を用いるタイヤの部位としては、トレッド、サイドウォール、ケース部材等が挙げられる。
表1及び表2に示す配合処方で、通常のバンバリーミキサーを用いて、第1混練工程、第2混練工程の順に混練を行って、ゴム組成物を調製した。なお、第1混練工程におけるゴム組成物の最高温度は150℃とし、第2混練工程におけるゴム組成物の最高温度は110℃とした。得られたゴム組成物に対して、下記の方法で、破壊特性、低ロス性、ペイン効果、加工性を評価した。
得られたゴム組成物を160℃で20分加硫後、JIS K6251に準拠して室温(23℃)で引張試験を行うことによって、EB(切断時伸び(%))及びTB(引張強さ(MPa))を測定し、TF(タフネス:EB×TB)を求め、表1においては、比較例2を100として指数表示し、表2においては、比較例4を100として指数表示した。指数値が大きい程、引張強さが大きい、或いは、ゴム強度(タフネス)が高く、良好であることを示す。
(2−1)得られたゴム組成物を160℃で20分加硫後、粘弾性測定装置(レオメトリックス社製)を使用し、温度60℃、動歪5%、周波数15Hzでtanδを測定し、表1において、比較例2のtanδを100として逆数の指数表示とした。指数値が大きい程、tanδが小さく、低ロス性に優れることを示す。
(2-2)得られたゴム組成物を160℃で20分加硫後、JIS K6251に準拠した3号ダンベル試験片を作製後、疲労・耐久試験機(サーボパルサEMT、株式会社島津製作所製)を使用し、温度50℃に調温して、最小10Nから最大20Nの試験力で、10Hzのサイクルで印加し、7000回印加した時のtanδを測定して、表2において、比較例4のtanδを100として逆数の指数表示とした。指数値が大きいほど、tanδが小さく、低ロス性に優れることを示す。
得られたゴム組成物の未加硫粘度及びスコーチタイムを、JIS K 6300−1:2001(ムーニー粘度、スコーチタイム)に従って測定した。未加硫粘度(ムーニー粘度)は、表1においては比較例2を100として逆数の指数表示とし、表2においては比較例4を100として逆数の指数表示とした。スコーチタイムは、表1においては比較例2を100として指数表示とし、表2においては比較例4を100として指数表示とした。未加硫粘度については、指数値が大きい程、未加硫粘度が低く、加工性(作業性)が良好であることを示し、また、スコーチタイムについては、指数値が大きい程、早期加硫が起こり難く、加工性(作業性)が良好であることを示す。
*2 BR: ポリブタジエンゴム、JSR株式会社製、溶液重合BR、商品名「JSR BR01」
*3 アロマオイル: 富士興産社製、商品名「アロマックス#3」
*4 カーボンブラック: 三菱化学社製、商品名「ダイヤブラックN234」、ISAF−HS
*5 シリカ: 東ソー・シリカ社製、商品名「ニプシルAQ」
*6 シランカップリング剤: デグッサ社製、商品名「Si69」
*8 グリセリン脂肪酸エステルB: 上記グリセリン脂肪酸エステルAを分子蒸留することで調製したもの、グリセリン脂肪酸モノエステル含有率=97質量%、構成脂肪酸の99質量%がパルミチン酸、1質量%がその他脂肪酸
*9 グリセリン脂肪酸エステルC: 国際公開第2014/098155号(特許文献1)の製造例1に記載の方法に従い、脂肪酸をオクタン酸から同モル量のパーム由来硬化脂肪酸に変えて合成し、さらに分子蒸留することで調製したもの、グリセリン脂肪酸モノエステル含有率=97質量%、構成脂肪酸の54質量%がステアリン酸で且つ42質量%がパルミチン酸、4質量%がその他脂肪酸
*11 加硫促進剤DPG: 1,3−ジフェニルグアニジン、大内新興化学工業社製、商品名「ノクセラーD」
*12 加硫促進剤DM: ジ−2−ベンゾチアゾリルジスルフィド、大内新興化学工業社製、商品名「ノクセラーDM」
*13 加硫促進剤CZ: N−シクロヘキシル−2−ベンゾチアゾリルスルフェンアミド、大内新興化学工業社製、商品名「ノクセラーCZ−G」
*15 グリセリン脂肪酸エステルD: 国際公開第2014/098155号(特許文献1)の製造例1に記載の方法に従い、脂肪酸をオクタン酸から同モル量のステアリン酸(花王株式会社製 「ルナックS−98」)に変えて合成したもの、グリセリン脂肪酸モノエステル含有率=61質量%、構成脂肪酸の97%がステアリン酸、2質量%がパルミチン酸、1質量%がその他脂肪酸
*16 グリセリン脂肪酸エステルE: 国際公開第2014/098155号(特許文献1)の製造例1に記載の方法に従い、脂肪酸をオクタン酸から同モル量の動物油脂由来硬化脂肪酸に変えて合成したもの、グリセリン脂肪酸モノエステル含有率=56質量%、構成脂肪酸の65質量%がステアリン酸で且つ28質量%がパルミチン酸、7質量%がその他脂肪酸
*17 加硫促進剤TBBS: N−t−ブチル−2−ベンゾチアゾリルスルフェンアミド、大内新興化学工業社製、商品名「ノクセラーNS」
Claims (11)
- グリセリン脂肪酸エステルからなり、該グリセリン脂肪酸エステルが、グリセリンと、2種以上の脂肪酸とのエステルであって、該グリセリン脂肪酸エステルを構成する2種以上の脂肪酸のうち、最も多い脂肪酸成分が全脂肪酸中に10〜90質量%であり、さらにモノエステル成分をグリセリン脂肪酸エステル中に50〜100質量%含むことを特徴とする、シリカ配合ゴム組成物用添加剤組成物。
- 前記グリセリン脂肪酸エステルを構成する脂肪酸が、炭素数8〜22である、請求項1に記載のシリカ配合ゴム組成物用添加剤組成物。
- 前記グリセリン脂肪酸エステルを構成する2種以上の脂肪酸のうち、最も多い脂肪酸成分と2番目に多い脂肪酸成分は、一方が炭素数16の脂肪酸で他方が炭素数18の脂肪酸である、請求項1又は2に記載のシリカ配合ゴム組成物用添加剤組成物。
- 前記炭素数16の脂肪酸と前記炭素数18の脂肪酸との質量比が、90/10〜10/90である、請求項3に記載のシリカ配合ゴム組成物用添加剤組成物。
- ジエン系ゴムと、シリカと、請求項1〜4のいずれか一項に記載のシリカ配合ゴム組成物用添加剤組成物とを含むことを特徴とする、ゴム組成物。
- 前記炭素数16の脂肪酸と前記炭素数18の脂肪酸との質量比が、75/25〜25/75である、請求項5に記載のゴム組成物。
- 前記モノエステル成分をグリセリン脂肪酸エステル中に85〜98質量%含む、請求項5に記載のゴム組成物。
- 前記シリカ配合ゴム組成物用添加剤組成物の配合量が、前記シリカ100質量部に対して0.5〜20質量部である、請求項5に記載のゴム組成物。
- 前記ジエン系ゴム100質量部に対して前記シリカが10〜120質量部である、請求項5に記載のゴム組成物。
- 前記ジエン系ゴムがスチレン−ブタジエン共重合体ゴムを含む、請求項5に記載のゴム組成物。
- 請求項5〜10のいずれか一項に記載のゴム組成物を用いたことを特徴とする、タイヤ。
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